金纳米颗粒与表面活性剂相互作用的XAFS研究

利用同步辐射X射线吸收精细结构谱学(XAFS)等技术研究了不同种类表面活性剂对反应生成的金纳米颗粒的原子和电子结构的影响.XAFS和电镜结果表明三苯基膦、十二胺和十二硫醇3种表面活性剂与金纳米颗粒的相互作用依次增强,三苯基膦分子中的P原子与金纳米颗粒表面的Au原子产生弱的物理吸附,生成的金纳米颗粒的尺寸为7.2 nm;而十二胺和十二硫醇则分别以头基N原子和头基S原子与金纳米颗粒表面的Au原子形成强的Au—N和Au—S共价键,有效地阻止金纳米颗粒的长大和聚集,其颗粒尺寸为3.1 nm.同时,金纳米颗粒中第一近邻Au—Au键长由三苯基膦的2.82减小到十二硫醇的2.79,相应的配位数则由11.3减少为10.1,这是由于十二硫醇与纳米颗粒具有强的相互作用导致.XAFS的近边谱表明在十二硫醇覆盖的情况下可以观察到明显的表面Au原子的电子转移现象.     

距离调控纳米多孔金表面增强荧光特性

通过调控纳米多孔金(NPG)基底与荧光分子之间的距离,系统研究了其表面增强荧光特性.利用物理气相沉积方法在NPG表面沉积二氧化硅薄膜,通过调整二氧化硅的厚度来控制NPG与荧光分子之间的距离,系统研究了NPG孔径尺寸以及与荧光分子之间距离对其表面增强荧光(SEF)特性的影响.由于多孔金具有纳米级多孔结构,其表面等离子体能够通过分子附近局域电场的增强使分子的激发光场得到增强,从而提高分子的激发强度和效率;当荧光分子与多孔金表面存在一定距离时,通过与光子之间的共振耦合作用,表面等离子体能够增强多孔金周围电磁场,实现荧光增强.通过研究发现,NPG孔径为36nm、表面二氧化硅厚度为20nm时,表面组装的罗丹明6G荧光分子的荧光强度得到最大增强.     

基于金纳米颗粒痕量沙丁胺醇的表面增强Raman散射光谱

用优化的Turkevich方法制备直径为50~60 nm的金纳米颗粒,  并通过表面增强Raman散射技术检测浓度为10^-3~10^-5 mol/L的痕量沙丁胺醇分子. 结果表明: 最低检出限为5×10^-5 mol/L, 在100~750  μmol/L范围内, Raman光谱强度与浓度具有较好的线性关系, 相关系数R²=0.996 57, 但在更宽泛的浓度范围内不满足线性关系;  基于金纳米颗粒表面增强Raman散射光谱方法可实时、 快速检测痕量沙丁胺醇分子.     

金纳米颗粒烧结的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了不同尺寸Au纳米颗粒在烧结过程中晶型转变及烧结颈长大机制.研究发现纳米颗粒的烧结颈生长主要分为两个阶段:初始烧结颈的快速形成阶段和烧结颈的稳定长大阶段.不同尺寸纳米颗粒烧结过程中烧结颈长大的主要机制不同:当颗粒尺寸为4 nm时,原子迁移主要受晶界(或位错)滑移、表面扩散和黏性流动控制;当尺寸在6nm左右时,原子迁移主要受晶界扩散、表面扩散和黏性流动控制;当颗粒尺寸为9 nm时,原子迁移主要受晶界扩散和表面扩散控制.烧结过程中Au颗粒的fcc结构会向无定形结构转变.此外,小尺寸的纳米颗粒在烧结过程中由于位错或晶界滑移、原子的黏性流动等因素会形成hcp结构.     

金纳米颗粒自组装膜的制备及其性能

采用一种简单的两步两相法合成了单分散性十二硫醇包裹金纳米颗粒（DDT AuNPs,直径约为10 nm）,以硅片、玻璃片等为基底,利用浸渍提拉法制备了金纳米颗粒(AuNPs)自组装膜.通过扫描电子显微镜（SEM）、紫外 可见光（UV-vis）光谱等表征手段研究了自组装膜的表面形貌以及表面等离子体共振特征,以一氧化碳（CO）低温氧化做为模型反应研究了其催化性能.研究表明,利用该方法制备的AuNPs自组装薄膜具有表面等离子体共振性能,有望被用于化学和生物传感方面.同时,这种薄膜在催化领域具有潜在的应用前景.     

基于金纳米作用适配体荧光探针的研究进展

适配体是一类能与相应配体进行特异性结合的寡核苷酸序列,对靶分子具有高度亲和力和专一性的识别能力。作为新型的功能分子,它在化学领域、生命科学以及生物医学领域发展迅速,并展示了良好的应用前景。简要综述了基于金纳米作用适配体荧光探针的研究进展。     

纯铜表面纳米化的微观结构演化及其力学性能研究

利用表面机械滚压处理（surface mechanical rolling treatment,SMRT）工艺在纯铜表面制备出梯度纳米结构层,获得了最表层为取向随机的纳米晶粒、亚表层的晶粒尺寸在厚度方向上呈梯度分布的结构层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对微观组织进行表征,研究了晶界、位错、孪晶界等微观结构的演化。通过改变SMART工艺参数,在纯铜表面制备出不同厚度的梯度纳米结构层,对比分析了梯度纳米结构层厚度对纯铜力学性能的影响。结果表明：经SMRT后,试样距表面大约5 μm处的显微硬度高达1.56 GPa,其横截面的硬度随着距表面深度增加呈递减趋势;相比于粗晶铜,SMRT后纯铜的屈服强度提高了2倍多,而塑性损失很少,并且SMRT后纯铜的屈服强度随着梯度纳米结构层厚度的增加而提高。     

Au(Cu、Ag)／SiO_2纳米薄膜的制备及其微观结构表征

用多靶磁控溅射技术制备了不同形貌的Au(Ag、Cu)纳米颗粒分散SiO2薄膜。利用透射电镜对Au／SiO2薄膜的微观结构、表面形貌进行了表征。结果表明通过调控金属颗粒的沉积时间和靶材的溅射频率可以制备不同形貌金属颗粒ISi02单层薄膜。单层Au／SiO2薄膜中Au沉积时问为5s时,Au颗粒为圆形,当沉积时间为10s时,Au颗粒连接成网络状结构;单层AgiSi02薄膜中,Ag靶的射频功率为150W时,颗粒形状接近圆形,Ag靶的射频功率为100W时,Ag颗粒几乎密集在一起,形成膜状结构:单层Cudsi02薄膜中Cu的沉积时间为10s时,Cu颗粒形成网络状结构,Cu的沉积时问为20s时,形成的是Cu膜。     

表面修饰的金纳米粒子的制作及表征

通过硼氢化钠NaBH4还原金氯酸HAuCl4，成功地制作了羧酸酯表面修饰的金纳米粒子，并用丁二酸硫醇作为硫醇配体稳定剂，抑制了纳米粒子的进一步生长，这种方法有效地把粒径控制在纳米范围内并且粒径分布范围小，只需通过一次反应就可大量地制得1－20nm、具有量子效应的纳米料，用X射线衍射仪、透射式电子显微镜和隧道扫描显微镜对这些粒子进行了检测，证实了大量的粒子都是面心立方结构，硫醇配体在金粒子在表面由化学吸附形成一层单分子膜，隧道扫描显微镜观察到了这一层单分子膜。     

负载纳米铁颗粒的碳纳米球的制备及磁性能研究

采用喷雾催化热解法制备出负载纳米铁颗粒的碳纳米球,研究了氢气流量对其微观结构、晶体结构和磁性能的影响。当氢气流量为3.0L/min时,所制备的碳纳米球具有洋葱状结构,外表面不光滑,其石墨层间距为0.342nm,球体中散布着直径为几个纳米到30nm的纳米铁颗粒;当氢气流量提高到5.4L/min后,所制备的碳纳米球具有光滑的表面,其石墨层间距增大到0.360nm;随着氢气流量的增大,碳纳米球的矫顽力逐渐增大,饱和磁场强度和剩余磁场强度则逐渐降低。     

金纳米颗粒修饰酶生物电极检测亚硝酸盐

制备了一种新型的金纳米颗粒修饰的酶生物电极,用于电化学定量分析检测亚硝酸盐。将碳纸(CP)作为基底,以金纳米颗粒(Au NPs)作为基底修饰材料,通过聚多巴胺(PDA)的媒介作用将细胞色素C还原酶(CcR)固定在Au NPs修饰的CP电极表面来制备酶生物电极。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、电化学阻抗谱(EIS)对电极的表面形貌、元素组成和电化学性能进行了表征分析。通过CcR对亚硝酸盐的特异性识别及催化作用实现了亚硝酸盐的电化学检测。实验结果表明:CcR/PDA/Au NPs/CP酶生物电极被成功制备,Au NPs的修饰和PDA的媒介作用可以保持CcR的高反应活性并提高电极的稳定性。制备的酶生物电极具有良好的催化活性,电极的还原峰电流密度与较宽浓度范围内的亚硝酸盐(10 mM～100 mM)有着良好的线性关系,线性相关系数为0.998,检测限为2.006 mM(S/N=3),成功实现对亚硝酸盐的检测。     

核壳结构柠檬酸改性纳米磁性颗粒的特性研究

 采用了两步法制备柠檬酸改性纳米Fe₃O₄磁性颗粒。对样品进行了傅立叶红外光谱（FTIR）、Zeta电位分析、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)和磁化曲线测定等表征分析,并对柠檬酸吸附特性进行了研究。所得柠檬酸改性Fe₃O₄纳米颗粒粒径约为30 nm, 磁性颗粒饱和磁化强度可达38.9 emμ/g,可用于药物载体研究。     

聚合物B位前驱体法制备锆钛酸铅纳米复相陶瓷微观结构

采用前驱体法合成了钙钛矿型B位离子氧化物固溶体,以此作为B位先驱体与碳酸铅通过固相反应在740℃合成A位缺铅的亚稳态钙钛矿型锆钛酸铅(PZT)固溶体.烧结过程中纳米级四方和单斜ZrO2纳米粒子从固溶体中析出.借助X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜对物相、组成和微观结构进行了分析.随ZrO2的加入量增加,断口从沿晶穿晶混合断裂变为穿晶断裂.研究表明,采用聚合物B位前驱体法成功制备出内晶型锆钛酸铅纳米复相陶瓷.     

纳米晶低钼高铁Fe-Ni-Mo合金的制备及其微观结构

在酸性柠檬酸盐镀液中电沉积制备低Mo高Fe含量的Fe-Ni—Mo合金；采用扫描电镜、X射线衍射仪和X射线能谱仪对镀层微观结构、表面形貌及组成进行分析。结果表明：工艺条件和钼酸钠浓度对合金组成的影响较大;所得合金晶粒尺寸为6．2～12．7nm，并随电流密度、温度和电镀液的pH值的改变而变化；合金的晶体生长符合晶核三维生长模型，镀层表面形貌由平行和垂直于基体的生长速度的相对大小决定；镀层物相为固溶体和金属间化合物的多相结构，当电流密度为3A／dm^2时，镀层物相由FeNi（BCC）和FeMo固溶相转化为FeNi（FCC）和MoNi4多相结构；镀层的应力随晶粒尺寸的减小呈线性增大；合金镀层的点阵常数发生了畸变。     

基于金-汞纳米颗粒可视化检测海产品中的甲基汞

基于特定序列的DNA对甲基汞的特异性识别作用,通过晶种生长法经两步还原形成金-汞纳米颗粒,依据颜色从无色到紫红色变化的原理,建立一种非标记且高特异性的甲基汞快速可视化检测体系,并应用于海产品中甲基汞的检测.实验考察不同DNA序列对甲基汞的识别特异性,选择HT9 DNA为最优的识别序列.在最优实验条件下,甲基汞浓度在0.05～4.00μmol·L~(-1)范围内与吸光度呈现良好的线性关系,其检出限为0.01μmol·L~(-1).采用所建立的方法测定海带、鲍鱼、小黄鱼等海产品加标样品中的甲基汞浓度,样品加标回收率为90.4%～97.0%.同时利用IC-ICP-MS对相同样品中甲基汞浓度进行检测,获得较为一致的结果.     

表面增强拉曼光谱检测金纳米粒子表面配体取向

使用表面增强拉曼光谱研究了苯硫醚在不同曲率半径的金纳米粒子表面的取向差异。结果表明,金纳米粒子半径越小,其表面配体分子中的苯环越倾向与金粒子表面平行排列。     

无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜纳米颗粒特性研究

高聚物-无机纳米杂化材料具有优良的力学和电学性能,本文采用溶胶-凝胶工艺制备了无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜,利用透射电子显微镜、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱分析仪,研究了杂化薄膜的微观结构、相结构及分布,并对纳米颗粒的特性进行了讨论.结果表明,薄膜中含有两种纳米颗粒Si O2和Al2O3,颗粒尺寸约5nm～40nm,其中Si O2颗粒尺寸较小,以非晶团簇形式存在.在高能电子束照射下,Si O2颗粒容易分解;Al2O3颗粒结晶则较稳定.     

复合矿物掺合料颗粒级配对水泥砂浆强度及微观结构的影响

通过粉煤灰分别与矿渣粉、硅灰的复合掺配试验，了解复合矿物掺合料对水泥砂浆强度及微观结构的影响。试验表明：不同细度的矿物掺合料复合后具有一定的叠合效应，可使水泥粉体内部颗粒实现较紧密的堆积，使水泥砂浆的强度提高，内部结构变得更加致密。     

金/有机硅复合纳米颗粒修饰金电极的方波溶出伏安法测定痕量Hg(II)

采用3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS)为单一硅源,以金纳米粒子(AuNPs)为MPTS水解凝胶颗粒的固着载体,制备了AuNPs/MPTS凝胶复合纳米粒子修饰电极.采用原子力显微镜及透射电镜观察纳米粒子的形貌及大小,并采用循环伏安法比较不同金纳米粒子含量对修饰电极电化学行为的影响.方波溶出伏安法试验表明,该修饰电极对Hg(II)的检测具有灵敏的响应,多种离子不产生干扰.在优化后的测试条件下,即在0.1mol/L的HCl溶液中,0.2V电位下富集15min,Hg(II)浓度分别为1×10-9~1×10-8 mol/L和5×10-8~5×10-7 mol/L时,溶出峰电流与Hg(II)浓度呈线性关系,相关系数分别为0.998 0和0.998 5.当富集时间为15min时,Hg(II)浓度检测限可达1×10-10 mol/L(信噪比为3),且所制备的复合纳米膜具有良好的导电性和电极重现性,可用以制作Hg(II)电化学传感器.     

表面修饰的金纳米棒的生物相容性和细胞摄取研究

制备了棒状纳米金颗粒并对其表面进行了修饰,研究了其生物相容性以及运载荧光物质进入细胞的功能.所制备的材料通过聚乙二醇稳定、采用双修饰的方法获得了具有活性-NH2基团存在、稳定性好且生物相容性高的表面修饰的金纳米棒.采用透射电子显微镜和紫外可见吸收光谱对表面修饰的金纳米棒进行了表征,运用MTT比色分析法通过细胞毒性研究了表面修饰的金纳米棒的生物相容性,用流式细胞仪和激光共聚焦显微镜考察了其运载荧光物质进入细胞的功能.结果表明,表面修饰的金纳米棒具有良好的生物相容性,具有作为荧光物质或药物载体的应用前景,可应用于疾病的诊断治疗.